FI93637C

FI93637C - Equipment for the treatment of the contents of the gas spaces of large-volume tanks in connection with substances which pollute the environment

Info

Publication number: FI93637C
Application number: FI904839A
Authority: FI
Inventors: Peter Weil
Original assignee: Peter Weil
Priority date: 1989-02-10
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1995-05-10
Also published as: FI904839A0; EP0409945A1; JPH03503875A; NO903432L; ATE98203T1; DK0409945T3; HUT55315A; ES2047316T3; RU1806084C; HU208289B; FI93637B; NO176015B; HU901530D0; NO176015C; NO903432D0; AU629902B2; DE3903938A1; DE59003767D1; WO1990009343A1; RO105895B1

Abstract

Process and device for evacuating the content of gas spaces in large containers, such as tanks and the like, in which one tank is emptied and another tank is filled with substances whose gaseous phase causes stress or damage to the environment or can be recycled, and in which the gas space of the tank to be emptied is filled with a replacement substance and the gas content of the tank being filled is passed through a cooling trap. To simplify this process in order to evacuate the content of the gas space using devices and equipment which are optimally compact and easy to handle and which can be used in all ordinary types of tank vehicles, whether rail or road vehicles, the cooling trap (8) is operated with an inert gas, which is also used as the replacement substance to fill the tank being emptied (2).

Description

9363793637

Laitteisto suuritilavuuksisten säiliöiden kaasutilojen sisältöjen käsittelemiseksi ympäristöä kuormittavien aineiden yhteydessä Anläggning för behandling av innehället i behällare med stor volym i samband med miljöbelastande ämnen 5Apparatus for the treatment of the contents of gas spaces in large-volume tanks in the context of substances polluting the environment The treatment of the contents of large-volume tanks in the case of substances with an environmental impact 5

Keksinnön kohteena on laitteisto suuritilavuuksisten säiliöiden, kuten tankkien ja 10 vastaavien, kaasutilan sisällön käsittelemiseksi tyhjennettäessä toista säiliötä ja täytettäessä toista säiliötä aineilla, joiden kaasuvaihe on ympäristöä kuormittava, ympäristöä vahingoittava tai arvoaineena kierrätettävä, jolloin tyhjennettävän säiliön kaasutila täytetään korvikeaineella ja täytettävän säiliön kaasusisältö johdetaan jäähdytyserottimen kautta uudelleen lauhdutukseen.The invention relates to an apparatus for treating the gas space contents of large-volume tanks, such as tanks and the like, when emptying a second tank and filling the second tank with substances whose gas phase is environmentally polluting, environmentally damaging or recyclable. re-condensing.

1515

Kemikaaleja varastoidaan usein säiliöihin ja kuljetetaan usein myös säiliöautoissa, ts. valmistajalta käyttäjälle, valmistajalta välivarastoihin ja niistä käyttäjälle tai muulla tavalla, jolloin tällaisten säiliöajoneuvojen kuljettajat joutuvat kuljettamaan ajoneuvoillaan hyvin erilaisia tuotteita. Jos tällainen säiliö tyhjennetään, sen kaasutilaan muodos-20 tuu haihtuvia aineita, usein vastaavien tuotteiden kaasu vaiheessa, jolloin tämä kaasuvaihe purkautuu viimeistään säiliötä uudelleen täytettäessä. Käytännössä näyttää siltä, että säiliöt avataan usein tyhjäkuljetuksen aikana, jolloin ympäristön ilma puhaltaa ·· tilavuusaineiden vahingollisen kaasuvaiheen ulos, joka joutuu siten ympäristöön. Jos tyhjentäminen ei tapahdu täydellisesti, seuraavaksi täytettävä tuote saattaa säiliötä 25 uudelleen täytettäessä sekoittua sitä ennen kuljetetun tuotteen kaasuvaiheen kanssa, jolloin voi muodostua myrkyllisiä tai jopa herkästi räjähtäviä aineita.Chemicals are often stored in tanks and often also transported in tankers, i.e. from manufacturer to user, from manufacturer to and from intermediate storage to the user, or otherwise, requiring drivers of such tankers to carry very different products in their vehicles. If such a container is emptied, volatile substances are formed in its gas space, often in the gas phase of the corresponding products, this gas phase discharging at the latest when the tank is refilled. In practice, it appears that the tanks are often opened during empty transport, in which case the ambient air blows ·· out the harmful gas phase of the volumetric substances, thus entering the environment. If the emptying does not take place completely, the product to be refilled next may, when refilling the container 25, mix with the gas phase of the product previously transported, which may form toxic or even highly explosive substances.

Säiliöön sisäänvirtaava aine ajaa toisaalta vastaavat kaasutilavuudet tästä säiliöstä ulos, joiden, ellei täyttöä suoriteta muodostuvaa vastapainetta vastaan, on tällöin 30 purkauduttava, johon käytetään esimerkiksi bensiinitankkia täytettäessä ns. kaasuheilu-rimenetelmää, ts. poistuneet kaasutilavuudet johdetaan paineen tasaamiseksi säiliöajo- 2 93637 neuvon tyhjentyvään kaasutilaan. Tällainen kaasuheilurimenetelmä on mielekäs silloin, kun säiliöajoneuvossa kuljetetaan ainoastaan yhtä ainetta.On the other hand, the substance flowing into the tank drives the corresponding volumes of gas out of this tank, which, unless filling is carried out against the back pressure, must then be discharged, for which, for example, a so-called petrol tank is used. the gas sports line method, i.e. the discharged gas volumes are led to the depleted gas space of the tank drive 2 93637 to equalize the pressure. Such a gas pendulum method makes sense when only one substance is transported in a tank vehicle.

Jos tuotetta kuitenkin vaihdetaan, kuten useimmiten tapahtuu, kuljetussäiliötä voidaan S tuskin käyttää samaan aineeseen, eikä kaasuheilurimenetelmä enää toimi. Kaasumainen aine saastuttaisi kuljetussäiliössä uuden kuljetettavan aineen. Pahimmasta tapauksessa tämä johtaa kemiallisiin reaktioihin (räjähdyksiin). Tämän vuoksi kuljetussäiliöt huuhdotaan tai neutraloidaan, elleivät kyseessä ole vesiliukoiset ainesosat. Orgaanisten liuottimien yhteydessä tämä ei ole useimmiten mahdollista, koska ne eivät usein ole 10 vesisekoitteisia. Tällöin syntyy lisäksi saastuneita vesiä, joista huolehtiminen on kallista.However, if the product is replaced, as is most often the case, the transport tank can hardly be used for the same substance and the gas pendulum method no longer works. The gaseous substance would contaminate the new substance to be transported in the transport tank. In the worst case, this leads to chemical reactions (explosions). Therefore, transport containers should be flushed or neutralized, unless they are water-soluble ingredients. In the case of organic solvents, this is most often not possible because they are often not water-miscible. This also results in contaminated water, which is expensive to care for.

Tämä on rikollisen toiminnan esivalmistelua! Vaikka kuljettaja vastaa asiakkaan luona tapahtuvan tyhjennyksen yhteydessä kaasuheilurista, hän antaa kuitenkin avata kuvun 15 kannen matkalla tyhjentääkseen säiliön myötätuulen mukana. Tämä on ympäristönsuojelun kannalta ankarasti kielletty. Käyttökelpoista ratkaisua ei kuitenkaan ole, koska vedellä huuhtominen ei useinkaan ole tuloksekasta. Palavien nesteiden yhteydessä voi syntyä helposti räjähtäviä ilma/kaasuseoksia, jotka voivat kipinän sytyttäminä aiheuttaa katastrofin.This is a preparation for criminal activity! Although the driver is responsible for the gas pendulum during emptying at the customer's premises, he nevertheless allows the cover of the hood 15 to be opened on the way to empty the tank with the downwind. This is strictly forbidden from the point of view of environmental protection. However, there is no workable solution because rinsing with water is often not effective. Flammable liquids can form explosive air / gas mixtures which, if ignited by a spark, can cause a catastrophe.

2020

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan ratkaisu, jonka avulla kaasutilojen sisällöstä • voidaan huolehtia yksinkertaisesti. Tavoite saavutetaan siten, että käytettävät laitteet ja kojeet ovat mahdollisimman pienitilavuuksisia ja yksinkertaisia käsitellä ja että niitä voidaan käyttää tavallisissa säiliöajoneuvoissa riippumatta siitä, ovatko ne tie- vai 25 kiskokäyttöisiä.The object of the invention is to provide a solution by means of which the contents of the gas spaces can be taken care of simply. The object is achieved in that the equipment and instruments used are as small in volume and simple as possible to handle and that they can be used in ordinary tank vehicles, regardless of whether they are road or rail-powered.

Tavoite saavutetaan keksinnön mukaisesti siten, että laitteisto on varustettu erilaisille jäännöskaasuille tarkoitetuilla, useilla erikseen päällekytkettävillä suodattimilla, lauhtumattomien ympäristöön menevien jäännöskaasujen käsittelemiseksi.The object is achieved according to the invention in that the apparatus is provided with a plurality of separately switchable filters for various residual gases for treating non-condensable residual gases entering the environment.

li 30 3 93637li 30 3 93637

Toisaalta tyhjentyvän säiliön kaasutilan täyttämisellä korvikeaineella ja toisaalta täyttyvän säiliön kaasutilavuuksien huolehtimisella jäähdytyserottimen avulla on se erityinen etu, että tyhjentyvän säiliöajoneuvon kannalta on yhdentekevää, tapahtuuko seuraavan täytön yhteydessä tuotteenvaihto vai ei. Korvikeaine tekee säiliöajoneuvon S käyttämisestä kuljetusaineesta riippumattoman. Jäähdytyserottimen järjestämisellä saavutetaan myös se etu, että jäähdytyserottimen kautta johdettu, siinä vaiheessa kondensoituva tuote voidaan johtaa käyttäjälle suoraan takaisin siten, ettei käyttäjän puolelle synny mitään määrätasapainojen virhetilavuuksia. Tyhjennys ja täyttö voidaan suorittaa samoin kuin kaasuheilurimenetelmässä ilman paine-erojen esiintymistä.On the one hand, filling the gas space of the emptying tank with a substitute and, on the other hand, maintaining the gas volumes of the filling tank by means of a cooling separator has the particular advantage that it does not matter for the emptying tank vehicle whether or not the next filling takes place. The substitute material makes the use of the tank vehicle S independent of the transport medium. By arranging the cooling separator, the advantage is also obtained that the product condensed through the cooling separator, which condenses at that stage, can be returned directly to the user so that no error volumes of quantitative balances occur on the user's side. Drainage and filling can be performed in the same way as in the gas pendulum method without the occurrence of pressure differences.

1010

Kaasujen johtamisella jäähdytyserottimen kautta on lisäksi se etu, että nämä aineet konsensoituvat jäähdytyserottimessa ja ne voidaan saattaa mahdollisesti lisäksi vielä käyttäjän käyttöön, koska hän on käytännöllisesti katsoen maksanut siitä. On myös mahdollista ottaa jäähdytyserottimen kautta johdetut aineet vastaan hyvin pienitilavuuk-15 sisiin säiliöihin ja johtaa ne muihin määräpaikkoihin.The passage of the gases through the cooling separator also has the advantage that these substances are concentrated in the cooling separator and can possibly also be made available to the user, since he has practically paid for it. It is also possible to receive the substances passed through the cooling separator in very small-volume tanks and lead them to other destinations.

Korvikeaineina voidaan käyttää useita erilaisia aineita, joissakin tapauksissa myös säiliöihin tulevaa ympäristön ilmaa.Several different substances can be used as substitutes, in some cases also the ambient air entering the tanks.

20 Patentista DE-A-12 51 233 tunnetaan menetelmä, jonka avulla voidaan ottaa talteen erittäin pitkälle kehitettyjä höyryjä, jolloin höyryt voidaan johtaa jäähdytysvaiheiden kautta. Tapaa, jolla tilavuudet täytetään talteenoton ollessa kyseessä, ei ole tässä kuvattu, vaan patentti käsittelee pikemminkin höyryjen ja ympäristön ilman suhdetta. Bensiini-höyryseoksen talteenottoa on kuvattu myös patentissa DE-A-23 37 055, jossa 25 bensiini-ilmaseos jäähdytetään siten, että siinä olevat hiilivedyt kondensoituvat tai jäätyvät.DE-A-12 51 233 discloses a method for recovering highly advanced vapors, whereby the vapors can be passed through cooling steps. The manner in which the volumes are filled in the case of recovery is not described here, but rather the patent deals with the ratio of vapors to ambient air. The recovery of the petrol-vapor mixture is also described in DE-A-23 37 055, in which the petrol-air mixture is cooled so that the hydrocarbons therein condense or freeze.

Keksinnön erityisenä etuna on se, että kaasutilan täyttävä inertti kaasu valmistellaan jäähdytysaineeksi tai päinvastoin, että jäähdytysainetta käytetään kaasutilavuuksien 30 jäähdyttyä kaasutilan vastaavan höyrystymisen jälkeen täyttävänä inerttinä kaasuna. Keksinnössä käytetään hyväksi sitä tietoa, että ympäristöystävällinen inertin kaasun • > 4 93637 ja jäähdytysaineen yhdistelmä suurenee tilavuudeltaan äärimmilleen höyrystymisen yhteydessä.A particular advantage of the invention is that the inert gas filling the gas space is prepared as a refrigerant or, conversely, that the coolant is used as a filling inert gas after the corresponding evaporation of the gas volumes after the corresponding evaporation of the gas space. The invention takes advantage of the fact that the environmentally friendly combination of inert gas •> 4 93637 and coolant increases in volume to the extreme in connection with evaporation.

On kuitenkin suositeltavaa käyttää jäähdytysyserottimessa kulkevana ja kaasutilan 5 kaasuvaiheessa täyttävänä inerttinä kaasuna typpeä.However, it is recommended to use nitrogen as the inert gas passing through the cooling separator and filling the gas space 5 in the gas stage.

Typen käyttäminen on erityisen edullista, koska sitä voidaan käyttää nestemäisessä muodossa ja koska kaasumaisen vaiheen tilavuus suurenee nestemäiseen vaiheeseen nähden suhteessa 1:800. Typpi estää lisäksi räjähdykset ja on ympäristölle kaikin 10 puolin täysin vaaratonta. Koska typpi-ilmakehä ei tuota normaalioloissa mitään kemiallisia reaktioita ilman kanssa, ilmalle herkkien liuottimien yhteydessä ei voi enää esiintyä peroksidin muodostumista.The use of nitrogen is particularly advantageous because it can be used in liquid form and because the volume of the gaseous phase increases in a ratio of 1: 800 relative to the liquid phase. Nitrogen also prevents explosions and is completely harmless to the environment on all 10 sides. Since the nitrogen atmosphere does not normally produce any chemical reactions with air, peroxide formation can no longer occur with air-sensitive solvents.

Keksinnössä edellytetään myös, että jäähdytyserotinta pidetään ulosajettujen kaasujen 15 saostamiseksi ja kondensoimiseksi lämpötila-alueella -10 - -50 °C. Käytettävät laitteet voivat olla tällä lämpötila-alueella vielä suhteellisen pienikokoisia, jolloin valitut lämpötilat takaavat, että esimerkiksi 80 % liuotinta jäähtyy kastepisteensä alapuolella, jolloin se voidaan ottaa kondensaattina talteen.The invention also requires that the cooling separator be maintained to precipitate and condense the expelled gases in the temperature range of -10 to -50 ° C. The equipment used can still be relatively small in this temperature range, so that the temperatures chosen ensure that, for example, 80% of the solvent cools below its dew point, so that it can be recovered as condensate.

20 Käsittelemätön helposti haihtuva osa voidaan johtaa tällöin esimerkiksi myös pienitila-vuuksisen aktiivihiililaitteen läpi, kuten keksinnön mukaisesti tapahtuu.The untreated volatile part can then also be passed, for example, through a small-volume activated carbon device, as is the case according to the invention.

< ·<·

Jos käsiteltävän säiliön alueella on käytössä happea, keksinnön mukaisesti edellytetään, että jäähdytysyserotin jäljestetään osahöyrystimeksi korvikekaasulle, erityiselle 25 nestemäiselle typelle, ts. jäähdytyserottimessa kulkeva aine on samalla korvikekaasu.If oxygen is used in the area of the tank to be treated, according to the invention it is required that the cooling separator be traced as a partial evaporator for a substitute gas, a special liquid nitrogen, i.e. the substance passing through the cooling separator is at the same time a substitute gas.

Jätekaasunpuhdistimena voidaan käyttää keksinnön mukaisesti esimerkiksi aktiivihii-lisuodatinta.According to the invention, for example, an activated carbon filter can be used as a waste gas purifier.

li 5 93637li 5 93637

Kuten alussa mainittiin, erilaisia aineita kuljetetaan usein peräkkäin säiliöajoneuvolla, jolloin syntyy myös erilaisia jätekaasukoostumuksia. Laitteisto käsittää keksinnön mukaisesti useita erikseen päällekytkettäviä suodattimia erilaisia jätekaasuja varten.As mentioned at the outset, different substances are often transported sequentially in a tank vehicle, resulting in different waste gas compositions as well. According to the invention, the apparatus comprises a plurality of separately switchable filters for different waste gases.

5 Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin piirustuksen avulla, jossa on esitetty periaatekuva keksinnön mukaisesta laitteistosta.The invention will now be described in more detail with the aid of a drawing, in which a schematic diagram of an apparatus according to the invention is shown.

Laitteiston avulla, johon viitataan yleisesti numerolla 1, jäljestetään olennaisesti yhteys säiliöajoneuvon 3 ensimmäisen säiliön 2 ja toisen säiliön 4 välille siten, että säiliön 10 2 poistoputki 5 on yhdistetty säiliön 4 täyttöputkeen 6 täyttöletkun 7 välityksellä.By means of the apparatus, generally referred to as 1, the connection between the first tank 2 and the second tank 4 of the tank vehicle 3 is substantially tracked so that the outlet pipe 5 of the tank 10 2 is connected to the tank 4 filling pipe 6 via a filling hose 7.

Tämän lisäksi on järjestetty numerolla 8 merkitty jäähdytyserotin, jonka kaaviomaises-ti esitettyjen jäähdytysletkujen läpi virtaa nestemäistä typpeä (N2), jota on merkitty nuolella 9. Jäähdytyserottimessa 8 kuumeneva nestemäinen typpi kaasuuntuu ja siirtyy 15 pääalueelle 10 säiliön 2 numerolla 11 merkittyyn kaasutilaan sen tyhjentyessä.In addition, a cooling separator numbered 8 is provided, through which liquid nitrogen (N2), indicated by arrow 9, flows through the schematically shown cooling hoses.

Täytettävän säiliön 4 kaasutilasta 12 purkautuva kaasu johdetaan johdon 13 kautta jäähdytyserottimen 8 jäähdytystilaan, jossa se kondensoituu, ja näin saatu kondensaatti johdetaan tuotejohdon 7 kondensaattijohdon 14 kautta takaisin, josta se virtaa takaisin 20 säiliöön 4. Kondensoitumaton jätekaasu poistetaan johdon 14 kautta ympäristöön, mahdollisesti aktiivihiilisuodattimen 16 kautta.The gas discharged from the gas space 12 of the tank 4 to be filled is led via line 13 to the cooling space of the cooling separator 8 where it condenses, and the condensate thus obtained is led back through condensate line 14 of product line 7, from which it flows back to tank 4. through.

* ·* ·

Koko laitteiston ohjaus ja säätö tapahtuu tällöin siten, että säiliöiden 2 ja 4 kaasutilo-jen 11 ja 12 välillä ei vallitse paine-eroa, ts. höyryyntynyt typpi voidaan käsitellä 25 ylijäämänä, kun tarvitaan suurempia määriä kuin jäähdytyserottimessa olisi tarpeellista, tai sitä voidaan käsitellä myös alijäämänä, ts. kaasuuntunut typpi, jota ei voida käyttä kaasutilassa 11, poistetaan tällöin ympäristöön.The entire system is then controlled and regulated so that there is no pressure difference between the gas spaces 11 and 12 of the tanks 2 and 4, i.e. the evaporated nitrogen can be treated as a surplus when larger amounts are needed than would be necessary in the cooling separator, or it can also be treated as a deficit, i.e., gaseous nitrogen that cannot be used in the gas space 11 is then removed to the environment.

Numerolla 16' on kuvattu vielä mahdollisuutta jäljestää useita eri suodatintäytteillä 30 varustettuja patruunoita kulloinkin käsiteltävän aineen mukaan, jolloin kondensoitumaton jätekaasu joutuu johdon 15 kautta kulloinkin tarvittavaan patruunaan 16.The number 16 'further describes the possibility of tracing several cartridges with different filter fillings 30 according to the substance to be treated in each case, whereby non-condensable waste gas enters the cartridge 16 required in each case via line 15.

6 936376,93637

Keksinnön mukaista kuvattua suoritusmuotoesimerkkiä voidaan luonnollisesti muuntaa monilla tavoin keksinnön perusajatuksesta poikkeamatta. Keksintö ei rajoitu tämän vuoksi tässä yhteydessä ainoastaan kaaviomaisesti esitettyyn jäähdytyserottimen 8 tilajäijestelyyn, sillä se voidaan järjestää paikan päälle kiinteäksi asennetuksi rakenne-5 osaksi säiliön 4 alueelle sekä säiliöajoneuvon 3 rakenteeseen kiinteäksi kuuluvaksi rakenneosaksi, jne.The described exemplary embodiment of the invention can, of course, be modified in many ways without departing from the basic idea of the invention. The invention is therefore not limited to the schematic arrangement of the cooling separator 8 shown here, as it can be arranged in situ as a fixed mounted structural part 5 in the area of the tank 4 and as a structural part integral with the structure of the tank vehicle 3, etc.

. · ·. · ·

Claims

An installation for treating the contents of the gas spaces (11, 12) of containers (2,4), such as tanks and the like, when one container (2) is emptied and the other container (4) is filled with substances whose gas phase is loaded the environment, damages the environment or can be circulated as a valuable substance, whereby the gas space (11) of the container (2) to be emptied is filled with inert gas and the gas contents of the container (4) to be filled are passed through a cooling separator (8) operated gas for ether condensing, characterized in that the plant is provided with several filters (16) which can be individually connected and are intended for different types of residual gases, for the treatment of non-condensed residual gases emitted to the environment.

2. Plant according to claim 1, characterized by the cooled separator (8) with condensate collector (14) and the filters (16) which can be touch-connected separately are arranged as an integral component of a tanker (3) with a storage tank (2).

Plant according to claim 1 or 2, characterized by an active filter intended for non-condensed residual gas.

Installation according to any of the preceding claims, characterized by a control and control device for avoiding pressure difference between the gas spaces (11,12) of the · · 4 ·· containers (2,4). II